中南大学轨道工程课程设计

轨道工程课程设计

直线尖轨直线辙叉

60kg钢轨12号单开道岔平面布置设计

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学号： 指导老师： 完成时间：

第一部分 设计任务与要求

1. 确定转辙器主要尺寸 2. 确定辙叉和护轨几何尺寸 3. 选择导曲线半径 4. 计算道岔主要几何尺寸 5. 导曲线支距计算 6. 配轨计算 7. 配置岔枕

8. 绘制道岔总平面布置图

第二部分 设计资料

一、轨道条件

钢轨60kg/m，标准长度12.5m，区间线路轨枕根数：1760根/公里，道岔类型：钢筋混凝土Ⅱ。 二、道岔型式

（1）转辙器

直线尖轨，跟端支距y0144mm，跟端结构为间隔铁夹板连接，

l夹板=820mm

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（2）辙叉及护轨

直线辙叉，N=12，辙叉角4o45'49''，辙叉趾距n2127mm，辙叉跟距

m3800mm。

（3）导曲线

圆曲线形，不设超高。 三、物理参数：

动能损失允许值：00.65km2/h2 未被平衡的离心加速度容许值00.65m/s2 未被平衡的离心加速度时变率容许值00.5m/s3 四、过岔速度

侧向过岔速度要求：Vs45km/h 五、道岔中的轨缝值

尖轨跟端及辙叉趾端轨缝为6mm，其余为8mm。

第三部分 提交资料

1.计算说明书； 2.图纸；

3.如果计算说明书和图纸有电子版，需提交一份电子版。

第四部分 设计计算

一、确定转辙器的几何尺寸

1、计算尖轨长度

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0arcsin0.6511'35.66'' 尖轨转折角arcsinVs45根据设计资料：跟端支距：y0144mm 则尖轨长度为：l0y01448037.46mm sinsin11'35.66''根据尖轨长度的取值原则，采用接近于计算长度的整数长度，所以取

l08050mm

144则对应的尖轨转折角arcsin805011'29.9'' 2、计算基本轨尖端前部长度 由设计资料可知q2646mm 3、计算基本轨后端长度q'

整个基本轨取为一个标准轨长即L=12.5m，则：

q'Lql0cos1250026468050cos11'29.9''1805.29mm

二、确定辙叉及护轨的几何尺寸

1、确定趾距Pn和跟距Pm

根据设计资料知辙叉角445'49'' 前端长度n=2127mm

445'49''176.79mm 所以：趾距Pn2nsin22127sin22后端长度m=3800mm

跟距Pm2msin315.84mm

22、计算护轨工作边延展长度

护轨工作边延展长度示意图如图1所示。

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图1

A. 对于固定辙叉咽喉轮缘槽 需满足：tminSmaxTdmin 其中道岔轨距允许的最大误差为3mm 轮对车轴弯曲导致侧距减少2mm 则：t114353135022268mm 取t1=68mm

t3t168mm

B. 查照间隔D1及D2

D1需満足：D1Tdmax

D11356233(13562)31391mm

D2需満足：D2Tmin

D2135021348mm

C. 护轨轮缘槽

因S=1435mm，护轨可能磨耗，磨耗为2mm，则D1取1393，平直段轮缘槽tg1SD1143513931435139342mm

缓冲段终端轮缘槽tg2应保证等同于咽喉轮缘槽的通过条件，即：

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tg2t168mm

现行采用tg390mm D. 辙叉翼轨平直段轮缘槽t2

t2D1D2

D2取1347，则t2=46

平直段两端C=(0~300)，取C=150mm 开口段长取X2100~150mm，取100mm 已知护轨冲击角g120' 故护轨工作边延展长度为：

lgX2X2X1t3tg1t1502C2(100~150)tansing6842685021502100otan445'49''sin120'

4145mm检算开口段末端处距接头的距离：DDmX1X2c50tan50

tan445'49''1lp 2380011171001501832.99mm410mm满足要求。

3、计算翼轨工作边延展长度

arctant2t1/24668/2445'49''arctan(2tan)050'27.82''

t1[2tg/2]682已知w120''，则翼轨工作边长度延展长度：

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ttt1t150lwn32150sinw2sin2tancos2sin22268682127445'49''445'49''2sin2tancos050'27.82''

22506846150O445'49''sin120''2sin23823.41mm检查翼轨跟端与辙叉跟端间距能否放下半个夹板，即

2DmX3X4cosw150290683800602945cos120'1502(9068)2 2105mmlp21820410mm2故满足条件。 三、选择导曲线半径

1、求算导曲线外轨半径R 导曲线后插入直线长度Knlp2=2127+820/2=2537mm，取

K=2537mm

RSKsinygcoscos14352537sin445'49''144 cos120''cos445'49''327945mm因圆曲线半径须取为10m整数倍，故取R0320000mm

RR0S1435320000320717.5mm 222、用R反求K

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sin1435320717.5cos120'cos445'49''144sin445'49''2824mm2537mm

又知一般要求K2~4m 所以K=2824mm满足要求。

3、检算选用的导曲线半径能否满足动能损失要求：

KSRcoscosyg

1000Vs100045222 0.48828m/s0.65m/s0223.6R03.63200001000Vs100045333 0.33908m/s0.5m/s0333.6R0l3.632000018所以R0取320m时符合要求。 四、计算道岔主要几何尺寸

1、道岔理论全长

32Ltl0cosRsinsinKcos8050cos11'29.9''320717.5sin445'49''sin11'29.9''2824cos445'49''31713mm2、确定道岔实际全长：

LQqLtm2646317133800838167mm

3、确定道岔后长

bS14358m380021054mm

445'49''222tan2tan224、确定道岔前长：

aLQb381672105417113mm

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五、配轨计算

l1l2LQlj338167125003825643mm

bl3l4R0Kn122218070320717.5445'49''11'29.9''28242127826

218021607mml5l6Ltl0cosn122317138050cos11'29.9''2171826 21517mmbl7l8ql0SntanRS0Km21lj2180264680501445tan11'29.9''320717.5143535445'49''11'29.9''28243800281250018025610mm

取：

l113143mm，l212500mm l312500mm，l49107mm l512500mm，l69017mm l713110mm，l812500mm

六、导曲线支距计算

以导曲线起点为坐标原点，以直线基本轨作用边为横坐标，自坐标原点开始令导曲线上各支距测点的横向座标Xi依次为2000mm整数倍。

可得相应的支距yi为：

yiy0Rocoscosi

'式中，i的值可以由下式计算

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sinisinxi 'R0终点处，sin(arctan(1/12))=144/8050+xn/320717.5

xn=20897.1mm 计算结果见下表1。

表1

Xi sini cosi coscosi yi 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 20897.1 复核：

0.017888 0.024124 0.03036 0.036596 0.042832 0.049068 0.055304 0.06154 0.067776 0.074012 0.080248 0.083045 0.99984 0.999709 0.999539 0.99933 0.999082 0.998795 0.99847 0.998105 0.997701 0.997257 0.996775 0.996546 0 0.000131026 0.000300972 0.00050986 0.000757714 0.001044564 0.001370443 0.00173539 0.002139446 0.002582661 0.003065086 0.00329423 144 .0225 240.527 307.521 387.0122 479.01 583.5251 700.5698 830.1579 972.3046 1127.027 1200.517 终点处支距为：SKsin=1435-2824×sin(atan(1/12))=1200.48，计算结果正确。

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七、配置岔枕

1、轨枕伸出钢轨的长度

M25001435532.5mm 22、确定岔枕的间距ai

在保证轨缝处有540mm轨枕间距的前提下，进行配轨枕的计算 (1) q段：

考虑到尖轨下第一连杆处岔枕间距为615，尖轨尖端伸出岔枕中心线50mm，以及轨缝处540mm间距，则

l26464270502430mm4854490 (2) l0段：

l8050214423502706157117mm50513552 (3) l0与l1之间：

l381678264680502144225643540881265mm 4202425(4) l1段起始点至中间轨缝处：

从图中量出配轨区间长度为10162，则配置565x17+557的轨距 (5) l1段中间轨缝至段末：

从图中量出配轨区间长度为1909，则配置475*3+484的轨距 (6) l2段起始至辙叉

从图中量出L=6044=540*8+575*2+574。 (7)辙叉段配轨枕

由图可知L=5393=540*9+533 8)叉后配枕：

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=4900-532.5×2-1435×2/cos(cos(=963

445'49'')) 296311576mm

445'49''2tan211576-270-3800-4=7502mm，取565*12+570，

按以上方法配置完4.9m长轨枕之后，再按照直向和侧向分别单独配2.5m长轨枕，并按规间距向后延伸。

3、岔枕长度

在道岔围，普通轨枕长度为250cm，其余按260cm~490cm递增，共分24级，级差为10cm，根据M值确定各段的岔枕的长度。

详见“直线尖轨直线辙叉60kg钢轨12号单开道岔平面布置图”。

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